1. 位运算

按位运算

No. 操作符功能

1 & 按位与

2 | 按位或

3 ~ 按位取反

4 ^ 按位异或
运算规则

p q p & q p | q p ^ q

0 0 0 0 0

0 1 0 1 1

1 1 1 1 0

1 0 0 1 1
示例
1. 按位与
  让某一位或某些位为0。
```
int n = 0xFFFF;
n = n & 0x0010;
```
  截取二进制数中的一段值。
```
int n = 0xFFab;
n = n & 0x00FF;
```
2. 按位或
  让某一位或某些位为1。
```
int n = 0x0000;
n = n | 0x0010;
```
  拼接两个二进制数。
```
int a = 0xab00;
int b = 0x0012;
int c = a|b;
```
3. 按位取法
  得到全部为1的数字~0。
```
int n = ~0;// 等同于0xFFFF
```
  使数字的部分清零x& ~7。
```
int n = 0xFFFF;
n = n & ~7;
```
4. 按位异或
  两个相等数异或结果为0。
```
int n = 0x1234;
n = n^n;
```
  对同一个变量两次异或，变会原值。
```
int a = 0x1234;
int b = 0x1357;
a = a^b;
a = a^b;
```

No.	操作符	功能
1	`&`	按位与
2	`\|`	按位或
3	`~`	按位取反
4	`^`	按位异或

p	q	p & q	p \| q	p ^ q
0	0	0	0	0
0	1	0	1	1
1	1	1	1	0
1	0	0	1	1

逻辑运算与按位运算

逻辑运算结果只有0和1两种值，按位运算有多种值。

逻辑运算相当于把所有的非零值都变成1，再按位运算。

练习
- 136. 只出现一次的数字
- 389. 找不同

2. 移位运算

No.	操作符	功能
1	`<<`	左移
2	`>>`	右移

左移
i<<j表示i中所有位向左移动j个位置，右边填入0。
所有小于int的类型，移位以int大小执行，结果为int。
右移
i>>j表示i中所有位向右移动j个位置，
对于unsigned类型，左边填入0;对于signed类型，左边填入符号位。
所有小于int的类型，移位以int大小执行，结果为int。
位移运算与乘除运算
位移运算与乘除运算运算有如下对应关系：

No. 位移运算乘除运算

1 x<<1 x*2

2 x>>1 x/2

3 x<<n x*pow(2,n)

4 x>>n x/pow(2,n)

5 x<<=1 x*=2

6 x>>=1 x/=2

7 x<<=n x*=pow(2,n)

8 x>>=n x/=pow(2,n)

No.	位移运算	乘除运算
1	`x<<1`	`x*2`
2	`x>>1`	`x/2`
3	`x<<n`	`x*pow(2,n)`
4	`x>>n`	`x/pow(2,n)`
5	`x<<=1`	`x*=2`
6	`x>>=1`	`x/=2`
7	`x<<=n`	`x*=pow(2,n)`
8	`x>>=n`	`x/=pow(2,n)`

试一试
```
x<<-2;// 未定义行为
```
练习
1. 位的设置
```
i |= 1<<j;
```
2. 位的清除
```
i &= ~(1<<j);
```
3. 位的测试
```
i & 1<<j
```
实践
用位表示下面的结构体。

typedef struct{
    bool student; // true:表示学生,false:表示非学生
    bool sex; // true:表示男,false:表示女
    bool pass; // true:表示合格,false:表示不合格
};

3. 位域

3.1 位域是什么？

位域是又称作位段，是把一个字节中的二进位划分为几个不同的区域。

3.2 位域有什么用？

节省空间，有些信息不需要占用一个完整的字节。

3.3 位域怎么用？

定义位域
定义位域与结构定义相仿。

语法
```
struct 位域结构名{ 
    类型 位域名:位域长度;
};
```
为了保证位域的可以移植性，成员类型通常为unsigned int和int，C99可以使用bool。

示例

struct Byte{
  unsigned int b1:1;
  unsigned int b2:1;
  unsigned int b3:1;
  unsigned int b4:1;
  unsigned int b5:1;
  unsigned int b6:1;
  unsigned int b7:1;
  unsigned int b8:1;
 };

位域变量
定义和使用位域变量与结构体相同。每个域有一个域名，允许在程序中按域名进行操作。

void printByte(struct Byte a){
  printf("%d",a.b1);
  printf("%d",a.b2);
  printf("%d",a.b3);
  printf("%d",a.b4);
  printf("%d",a.b5);
  printf("%d",a.b6);
  printf("%d",a.b7);
  printf("%d\n",a.b8);
}
int main () {
struct Byte a;
printByte(a);
struct Byte b = {1,0,1,0,1,0,1,0,};
printByte(b);
return 0;
}

试一试

struct Byte c = {1,2,3,4,5,6,7,8,};
printByte(c);

void scanfByte(struct Byte* a){
scanf("%d",&a.b1);
scanf("%d",&a.b2);
scanf("%d",&a.b3);
scanf("%d",&a.b4);
scanf("%d",&a.b5);
scanf("%d",&a.b6);
scanf("%d",&a.b7);
scanf("%d",&a.b8);
}

位域大小
```
printf("sizeof(Byte) = %ld\n",sizeof(Byte));
```
```
struct Byte{
    unsigned char b1:1;
    unsigned char b2:1;
    unsigned char b3:1;
    unsigned char b4:1;
    unsigned char b5:1;
    unsigned char b6:1;
    unsigned char b7:1;
    unsigned char b8:1;
};
```
位域的存储由编译器实现决定。编译器规定存储单元大小(8位、16位、32位)。编译器会把位域逐个放入存储单元，位域之间没有间隙，直到存储单元放不下下一个位域，然后从下个存储单元继续存放。也有编译器跨存储单元存放。存放顺序也是编译器决定。
整个结构体的总大小为最宽基本类型成员大小的整数倍。